Bøger af Thaoerlimann

1.1 Problemstellung In vorgangigen Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des Forschungsprojektes "Trag-und Bruchverhalten von Mauerwerksscheiben" die Grundlagen fUr eine sichere und wirtschaftliche Bemessung von Scheiben unter Normalkraft, Biegung und Schubkraft erarbeitet. An sogenannten "Kleinkkorperversuchen" aus Backstein, Kalksandstein und Zementstein wurden die Bruchbe­ dingung und das Verformungsverhalten des Mauerwerks unter einem beliebigen zweiachsigen Spannungszustand untersucht [1,2,3]. An den "Wandversuchen" aus Backstein wurde das Trag­ verhalten von Mauerwerksscheiben untersucht [4]. Die theoretische Bruchbedingung, das Trag­ verhalten und das Bemessungsverfahren wurden umfassend in einer Dissertation dargestellt [5]. Ziel dieser Forschungsarbeit ist die Untersuchung des Tragverhaltens von Mauerwerksscheiben aus Zementstein. Das theoretische Tragmodell soIl Uberprtift werden. 1.2 Versuchsprogramm Das experimentelle Programm ist in der Tabelle 1 zusammengestellt. Die Mauerwerksscheiben waren zwischen zwei Betonplatten gelagert und wurden durch eine konstante, gleichmassig verteilte Normalkraft zentrisch bela stet. Anschliessend wurden der obere Scheibenrand durch eine Schubkraft, die durch die obere Betonplatte in die Wand eingeleitet wurde, belastet und die Horizontalverschiebung stufenweise bis zum Bruch der Wand gesteigert. Es wurden zwei Lastniveaus untersucht. Das untere resp. obere Niveau entspricht ca. der Last im untersten Geschoss eines vierstockigen resp. achtstockigen Gebaudes. Die Wande waren an beiden Enden durch einen Flanschen seitlich stabilisiert. Bei einer Wand wurden die Flanschen weggelassen, urn den Einfluss derselben festzustellen.

Im Rahmen des Forschungsprojektes "Wandartige Tragwerke aus Stahlbeton" wurden am Institut für Baustatik und Konstruktion der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich Versuche an zehn quadratischen Stahl­ betonscheiben durchgeführt. Die Versuche hatten zum Ziel, das Trag- und das Bruchverhalten von bewehrten Betonscheiben unter Normal- und Querkraftbeanspruchung, nachfolgend und im Bericht als Vertikal- und als Horizontal kraft bezeichnet, zu untersuchen. Die Scheiben wurden an ihrem oberen Rand belastet. Der untere Rand war eingespannt. Die Vertikal kraft blieb während der Dauer eines Versuchs konstant. Die Horizontalkraft wurde stufenweise monoton oder zyk­ lisch erhöht, bis der Bruch eintrat. Die folgenden Grössen wurden als Versuchsparameter gewählt: Ausfüh­ rung der vertikalen Scheibenränder mit oder ohne Flansche, Aussparung in der Scheibendruckzone, Anordnung und Menge der Bewehrung sowie Betrag der Vertikalkraft. Für die Untersuchung des Tragverhaltens wurden die aufgebrachten Kräfte und Verschiebungen, die lokalen Deformationen der Betonoberfläche und der Beweh­ rungsstäbe sowie die Rissweiten gemessen. Die Rissentwicklung wurde photographisch festgehalten. Die Versuchsergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Im allgemeinen trat der Bruch durch seitliches Aufspalten des Betons und durch Abplatzen der Ueberdeckung in der Druckecke der Scheibe auf. Die mit hoher Vertikal kraft beanspruchten Scheiben wiesen eine über ihre ganze Länge gehende horizontale Zerstörungszone auf. - Bei den Versuchen mit geringer Vertikal kraft bildeten sich die ersten Risse bei 20% bis 35% der Maximal­ last. Die Scheiben mit hoher Vertikal kraft blieben bis zu einer Horizontalkraft von ungefähr zwei Dritteln des Maximums ungerissen.

Verfahren bereitstellen, das eine sichere und wirt­ schaftliche Bemessung von Mauerwerksscheiben auf die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchs­ fähigkeit erlaubt.

abgeschätzt werden können. Diese er­ sten Versuche im Rahmen des Forschungsprojektes wurden als Grundversuche konzipiert. um das Biegeverhalten zu erfassen. Als Versuchsparameter wurden folgende Grössen gewählt: - Längsbewehrungsgehalt - Verformungsgeschichte.

mit den Bemessungsformeln gesucht [7]. Alle diese "Durchstanzformeln" lassen aber das physikalische Tragverhalten der Platte. das Zusammenwirken der inneren Kräfte und deren Umlagerung während der Belastung nicht erkennen.

1.1 Problemstellung FGr die Berechn~ng von Stahlbetonplatten liegen heute verschiedene Methoden und Com­ puterprogramme vor. Bei der theoretischen Untersuchung des Tragverhaltens auf Biegung von vorgespannten Platten zeigt es sich, dass ein wesentlicher Unterschied im Verhal­ ten bei Vorspannung mit Verbund oder ohne Verbund besteht. Ist Verbund vorhanden, kann das Biegeverhalten mit den heute bekannten Methoden der Elastizitäts- und Plastizi­ tätstheorie gut erfasst werden. FGr vorgespannte Platten ohne Verbund fehlen aber all­ gemein gGltige Berechnungsverfahren, und es sind nur wenige experimentelle Unter­ suchungen bekannt. Die Zugkraft im Vorspannstahl kann nicht mehr, wie Gblich, aufgrund der Annahme Gber das Ebenbleiben des Querschnittes und mit Gleichgewichtsbetrachtungen in einem Querschnitt berechnet werden. Das Tragverhalten von vorgespannten Platten ohne Verbund wird mit einem im Anhang A dargestellten theoretischen Modell untersucht, welches eine eingehende rechnerische Behandlung ermöglicht. Durch einige gezielte Versuche sollte das theoretische Modell verifiziert und der Einfluss wesentlicher Parameter auf das Tragverhalten von vorge­ spannten, nichtinjizierten Platten auf Biegung experimentell untersucht werden.

1.1 Problemstellung und Zielsetzung Das Verhalten von Stahlbeton- und Spannbetonbalken mit vollen oder geschlossenen Querschnitten ist bisher experimentell eingehend untersucht worden. Am Institut für Baustatik. Abt. Massivbau. der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich erschienen darüber die vier Berichte [2]. [3]. [4] und [5]. Für Balken mit offenen Querschnitten hingegen fehlen .entsprechende Untersuchungen. obwohl in jüngster Zeit die Anwendung offener Querschnitte eine starke Verbreitung erfahren hat (offene Brücken. Kerne von Hochhäusern. vorfabrizierte Dachschalen. etc.). Aus diesem Grund läuft zur Zeit am Institut für Baustatik der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich ein Forschungsprogramm. welches sich mit dem Verhalten von Stahlbeton­ und Spannbetonbalken mit offenen Querschnitten befasst. Das Ziel dieses Programms besteht darin. ein theoretisches Modell für die Berechnung von Stahlbeton- und Spannbetonbalken mit offenen Querschnitten zu entwickeln und durch gezielte Versuche zu überprüfen. 1.2 Versuchsprogramm Für das vorliegende Versuchsprogramm wurde ein~ -Querschnitt mit vernünftig grossen Abmessungen gewählt. Als Grundform drängte sich ein r-1 mit konstanten Seitenlängen von 50 cm auf. um Teile der in [1] beschriebenen Versuchsanlage verwenden zu können. Das experimentelle Versuchsprogramm ist in Bild 1 zusammengestellt. Es wurde versucht. mit möglichst wenig Aufwand eine aussagekräftige Parametervaria­ tion zu erhalten. Um gute Vergleichsmöglichkeiten zu schaffen. wurden die Versuchs­ balken so gewählt. dass zwischen zwei Balken A und B jeweils nur ein Parameter änder­ te. Dies dokumentiert die nachstehende. Zusammenstellung.